PISA視野下初中物理習題評講的教學策略探討

徐祖梅

【摘要】前不久，經合組織公布了PISA2015科學素養測試的結果——北京、上海、江蘇、廣東組成的中國部分地區聯合體（B-S-J-G，China）取得總分第十的成績，引起了社會的廣泛關注。從PISA的視角對初中物理習題的評講教學進行探討，提出了整合物理方法、串聯物理知識、鋪設合理階梯和鍛煉語言表達這四種策略。

【關鍵詞】PISA物理習題教學策略由經濟合作及發展組織（OECD）策劃實施的國際學生評價項目PISA（The Programme for International Student Assessment），凝聚了國際先進的評價理念，是目前世界上最有影響力的國際學生學習評價項目之一。PISA對科學素養的測評通過一套系統而完備的評價體系，考查學生運用已學知識、態度和技能去解決不同情境中問題的能力，其評價理念對初中物理習題教學有一定的借鑒意義。故而，本文以PISA的視角從四個方面對初中物理習題評講的教學策略進行探討，希望給物理教學發展提供一些可參考的建議。

一、整合物理方法，做到融會貫通

PISA科學測評中一道試題情境考查不同學科的知識，雖然學科知識不同，但科學方法是相通的。同樣，物理習題雖然形式多樣，涉及知識點也不盡相同，不過其所運用的解題思想卻是相通的。這也是我們解決生活中問題所學生只要掌握這些基本的思想，不僅能擺脫題海戰術，在遇到新問題時也能迎刃而解，而且在生活中遇到實際問題也能不知覺的運用其解決問題。例如我們在電學上常會遇到判斷示數變化的這類題：

例1.如圖1所示，當滑動變阻器R2的滑片向右端滑動時，R2阻值，電流表的示數，電壓表的示數。

【分析】這道題學生在判斷了R2的阻值變大后，要抓住電源電壓不變，利用歐姆定律得到總電流變小，這時要判斷滑動變阻器的電壓變化就有些難度了，因為直接根據歐姆定律U=IR來判斷的話，會發現電流變小，R2電阻變大，兩個量都在變化。這時就要緊抓不變量，這題中電源電壓不變，R1的阻值也不變，所以可以先用歐姆定律U1=IR1來判斷出R1電壓變小，再用總電壓減去R1電壓得到滑動變阻器的電壓是變大的。這種有多個量在變化時，抓住不變量的思想在解決問題時經常會用到。又如，在浮力教學中有類題要判斷浮力大小的變化。

例2.一艘輪船從江中駛入大海，其排開水的體積怎樣變化？船受到的浮力大小怎樣變化？

【分析】輪船從江中駛入大海，ρ液在變化，V排也在變化，所以用阿基米德原理F浮=ρ液V排g是無法判斷的，那就得尋找不變量，這艘船的重力是不變的，而船的狀態始終是漂浮，所以應從二力平衡著手，判斷浮力等于重力沒有變化，再根據阿基米德原理，ρ液變大，得到V排變小。

二、串聯物理知識，形成聯想思維

每一道PISA測評題都是以一件事或一個物體設置情境，然后在這個情境下設置多個問題，考查不同的科學知識。初中物理的知識點也是相通的，我們在評講試題時可以以一個物體為抓手，找到知識點間的聯系，從一個知識點聯想到另一個知識點，將知識串聯起來，那學生學到的知識就不是零碎的。

例3.小紅用加熱器在實驗室完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線如圖2所示。實驗時，冰的體積為0.5dm3，相同時間冰和水吸收的熱量相同，水的比熱容為4.2×103J/（kg？℃）。

（1）根據圖線，你能得到的冰熔化的特點是：；冰屬于（晶體或非晶體）。

（2）冰的質量？

（3）CD段水吸收的熱量是多少？

（4）計算出冰的比熱容；

（5）設加熱器發出的熱量有70%被冰或水吸收，求加熱器的功率是多大？

【分析】該題以水為引子，串聯起物態變化、密度、熱量、比熱容以及功率的知識，有助于學生建立知識框架，發散物理思維。

三、鋪設合理階梯，引出思維過程

PISA將解答題目所需要的認知水平難易程度分為低、中、高三個層次，需要運用復雜的抽象思維進行多步驟推理的題目具有較高的“認知難度”。PISA引入“認知難度”是將能力的標準細化，這啟示我們在習題教學中要有意識地鍛煉學生的分析推理能力，提高學生的認知水平。

對于較難的習題，在評講時，可以設計一個層層遞進的問題串，讓學生進行討論回答。在討論過程中會暴露出許多平時不易發覺的問題，這正是學生在對物理過程進行分析時某種能力欠缺的體現。這不僅便于教師了解學生分析物理過程的方法，而且有助于學生間相互交流思路，互相啟發、取長補短，提高過程分析能力。

例4.小明利用如圖3甲所示的電路“探究電流跟電阻的關系”。已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。實驗得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖像。請問：為完成整個實驗，應該選取最大阻值不小于Ω的滑動變阻器。

【問題引導】該問思維難度要求較高，可以設置以下幾個問題來引導：

1.實驗中要控制什么物理量相同？

2.根據乙圖中數據，你能計算出定值電阻兩端的電壓嗎？

3.當定值電阻為5Ω時，滑動變阻器接入電路的電阻為多大？

4.當定值電阻換成10Ω時，滑動變阻器的接入阻值應該如何變化？

5.當接入哪個定值電阻時，滑動變阻器的接入阻值最大？此時的最大阻值是多少？

6.若實驗室只能提供最大阻值為30Ω的滑動變阻器，有什么辦法可以完成該探究實驗呢？

鍛煉語言表達，形成物理思維

PISA科學測評非常注重題型對學生展示科學能力的影響。PISA試題包括多種題型，其中開放性問答題需要運用復雜和抽象的思維在特定任務情境中進行推理和計劃，并組織科學的、有邏輯的語言來表達。開放式問答題的題型設置體現了PISA對培養學生物理思維以及物理語言表達能力的重視。

評講物理習題的教學過程是師生互動的過程，也是思維碰撞的過程，它為學生的物理思維培養提供了很好的機會。如果教師在評講習題時從頭到尾“包場”，不給學生發言的機會，學生的物理語言表達能力自然難以得到鍛煉。筆者認為，教師首先要根據習題的難度設置合理的問題，讓學生參與講評過程。所提的問題既要讓學生有思考的空間，又不能讓學生“卡住”，而是要讓學生“跳一跳能夠到”。其次，教師要相信學生，舍得時間。當遇到較難的問題時，教師不必急于給出提示，要舍得給學生更多的時間去思考、去討論、去表達。在學生回答問題后，教師也不要急于判斷對錯，可以讓學生相互評價、相互交流。磨刀不誤砍柴工，在討論交流的過程中，學生悟出的規律和方法會理解得更深刻。總之，在評價習題時，教師要有意識地給學生提供表達的機會，以促進學生的深度思考，鍛煉學生的表達能力，提升學生的思維品質。

參考文獻：

[1]陸璟.PISA測評的理論和實踐[M].上海：華東師范大學出版社，2013.

[2]陳怡，陸建隆.基于PISA的高考物理江蘇卷實驗題例析與應對[J].物理教師，2016，（3）：79-84.endprint